Evaluación del efecto del sustrato en cultivos de tibicos para la producción de exopolisacáridos como agentes emulsificantes Público Deposited

En los últimos años la tendencia de consumo de alimentos ha sufrido cambios significativos, donde los consumidores han optado por aquellos que le aporten beneficios a la salud relacionados con la prevención de enfermedades o el mejoramiento con problemas relacionados a la digestión, además del aporte nutrimental que estos tienen. En este sentido, los alimentos fermentados con microorganismos probióticos representan un sector de los alimentos que ha recibido especial atención debido a los beneficios que aportan los probióticos a la salud del huésped. Entre estos alimentos se destacan el kéfir de agua o tibicos, los cuales se consideran como macrocolonias o microbiogleas que se componen de bacterias (ácido lácticas y ácido acéticas) en su mayoría y levaduras, en forma de un gel irregular, que se caracterizan por ser de un color blanquecino- transparente, además de ser de diversos tamaños. Dichos cultivos fermentan el medio en el que se encuentran al tener de sustrato una fuente de carbono presente debido a la diversidad de especies microbianas, y embebido en estas estructuras (granos de kéfir) se encuentra la del exopolisacárido dextrano, considerado por demostrar propiedades relacionadas con la estabilidad de los alimentos fermentados, además de presentar propiedades tecnofuncionales relacionadas con su solubilidad, su actividad superficial como agentes bio-espesantes, gelificantes, entre otros, y cuya aplicación no sólo ha considerado la industria de alimentos, sino también la industria farmacéutica. Es por ello que el presente trabajo planteó el manejo de cultivos de kéfir de agua y el uso de fuentes de carbono complejas como lo son las inulinas como sustrato, para conocer el efecto que posee sobre la estructura química, y actividad superficial del exopolisacárido producido, de tal manera que estos biopolímeros exhiban la capacidad de formar emulsiones del tipo O/W (aceite en agua) y su comparación con exopolisacáridos obtenidos de una fuente de carbono sencilla. A partir de los resultados obtenidos en este trabajo, el cultivo de kéfir de agua produjo distintos exopolisacáridos (EPS) empleando tres fuentes de carbono: sacarosa, inulina de alcachofa (IAL) e inulina de agave (IAG). La propiedad de las inulinas más extensivamente estudiada es su comportamiento como prebiótico, definido por su capacidad selectiva de estimular el crecimiento de cierto grupo de bacterias (bifidobacterias y lactobacilos), la planta de agave contiene entre un 16- 25% de inulina mientras que la de alcachofa entre un 3-10%. El crecimiento del cultivo de kéfir tuvo un crecimiento similar con las tres fuentes de carbono, se encontraron diferencias significativas en la composición fisicoquímica de cada EPS, al realizar la cinética de crecimiento se encontró que después de 48 h se encontraba el mejor rendimiento de producción de EPS, obteniendo valores para IAG e IAL de 330 mg/L y para sacarosa de 120 mg/L. También se realizó el análisis del contenido de proteínas y carbohidratos debido, a la relación que presentan ambos puede tener un efecto en la estabilidad de las emulsiones, con valores entre 280 a 494 mg/gEPS en contenido de carbohidratos, siendo mayor el EPS de IAL y en contenido de proteína, valores que oscilaban entre 11 – 25 mg/gEPS siendo el EPS de sacarosa el que obtuvo mayor contenido. Dentro de esta caracterización fisicoquímica se evaluó el peso molecular (PM), y se encontraron valores que oscilaban entre 370 a 450 kDa, estos datos concuerdan con los reportados en la literatura. También se realizó espectroscopia de FT-IR, mostrando señales amplias y redondeadas en 3330 cm- 1 asociadas a la presencia de grupos -OH, presencia de grupos metilenos que se asocia a la vibración de estiramiento del grupo alifático en 2924 cm-1, así como bandas en 1030 cm-1 características de los polisacáridos. Con respecto a la evaluación del potencial zeta se encontró que los tres EPS mostraban un comportamiento de polielectrolitos aniónicos, con potenciales zeta con carga negativa variando de -3 mV a -14 mV en pH de 3 a 8. Se evaluó la tensión interfacial de los EPS obtenidos de las inulinas los cuales se compararon con el EPS de kéfir de leche, donde se encontró que los EPS poseen la capacidad de reducir la tensión superficial, por lo tanto, funcionarían como buenos agentes emulsificantes. Para reforzar estos resultados se formularon emulsiones aceite en agua (O/W) empleando 5% y 10% de aceite de naranja (AN) con el EPS de sacarosa, las emulsiones que se formaron presentaban diámetros de gota a dos porcentajes de AN de entre 1.177 – 1.242 μm, al cabo de 6 días de almacenamiento se evaluó la estabilidad de estas emulsiones, el diámetro de gota no presentó cambios significativos, lo que demostró que este EPS tuvo buena actividad superficial. A pesar de estos resultados prometedores, algunas caracterizaciones no alcanzaron a cubrirse debido a la situación sanitaria que se presenta en la actualidad por el virus SARS-CoV-2 (COVID-19), pero de acuerdo a las propiedades previas a la formación de las emulsiones se puede esperar que los EPS formados por IAG e IAL también van a tener una buena actividad superficial.

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  • 2021
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Última modificación: 09/30/2022
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